5.熱在水中的傳遞教學設計【教材簡析】本課讓學生通過實驗探究認識熱在水中的傳遞方式，進一步根據生活經驗推測熱在空氣中的傳遞方式，最后讓學生了解熱對流在生活中的應用。水和空氣都是能流動的物質，熱對流是流體各部分之間由于冷、熱不均勻而產生宏觀上相對位移的一種物理現象，是熱傳遞的基本方式之一。探究活動共分兩個部分：一是探究試管中發生的熱對流現象，二是探究燒杯中發生的熱對流現象。教材中還拓展了冬天在房間使用取暖器時，房間里空氣是怎樣變熱的，目的是讓學生通過自主研究畫出空氣受熱后的運動路線圖。在研究水的對流實驗中，使用了感溫粉末、紅墨水等，目的是讓學生通過大量的感知認識對流現象，使探究活動顯得生動有趣，激發學生的探究欲望。【學情分析】許多學生都觀察過水加熱的過程。他們已經知道水受熱后溫度會升高。學生在三年級的學習中也已經知道了水結冰時的溫度和水沸騰時的溫度，但他們不清楚在加熱試管和燒杯底部時，熱量在水中是怎樣傳遞到各個部分的。在本節課中的學習中，學生將在感溫粉末或紅墨水的幫助下，觀察、了解到熱在水中傳遞的方式，進而分析熱在空氣中傳遞的情況。【教學目標】科學概念目標1.知道熱在水中是以對流的方式傳遞的，發現熱對流的應用。2.理解熱可以在物體間和物體內傳遞，固體、液體、氣體都能傳遞熱。 科學探究目標1.能夠熟練操作熱對流的實驗；運用圖形表示自己的研究結果。2.能夠熟練開展小組合作交流活動，體驗到通過合作與交流能更好地完成認知；運用掌握的科學知識探究生活中的科學現象。3.制訂比較完整的探究計劃，初步具備實驗設計的能力。4.運用分析、比較、推理等方法得出科學探究的結論。科學態度目標1.保持積極的觀察探究熱傳遞的興趣。2.能和別人一起合作交流，愿意傾聽他人的意見，反思、調整自己的想法。3.形成從不同的角度提出研究思路的習慣，愿意采用新的方法完成探究。科學、技術、社會與環境目標1.明確人類的好奇心和社會需求是科技發展的動力。2.認識到科學技術的發展影響著我們的生活。【教學重難點】重點：探究熱在水中傳遞的過程。難點：熱對流的形成機制，冷水受熱后，密度變化而向上運動。【教學準備】為學生準備：試管、大燒杯、滴管、三腳架、石棉網、酒精燈、火柴、鐵架臺、試管架、感溫粉末、紅墨水、清水、濕布、護目鏡、實驗記錄表。教師準備：熱在水中傳遞的課件資料，學生活動手冊。【教學過程】1.聚焦。出示課件，提出問題：我們常常把一壺水燒開，你知道熱在水中是如何傳遞的嗎？與在金屬中的傳遞方式相同嗎？學生根據生活的經驗，做出猜測。師生交流后，完善猜測。設計意圖：通過讓學生回顧在生活中接觸到的燒開水現象，引導學生思考熱在水中是如何傳遞的。在三年級的時候，學生已經做過水的沸騰實驗了，學生對于熱在水中的傳遞是有一定的認知基礎的，但是學生還不了解熱在水中傳遞的方式。學生在上節課學習了熱在金屬中傳遞方式，他們可能會把這個認識遷移到熱在水中傳遞上，在生活經驗和知識積累的基礎上聚焦“熱在水中是如何傳遞的”這個問題。2.探索。（1）加熱試管里的水。想象一下，在試管中加入三分之一的水，給試管的底部加熱，試管上面的水是否也會熱起來？學生研討熱在試管中的傳遞。教師介紹加熱裝置，學生說說實驗步驟和注意事項。因為水是無色透明的，很難觀察到水變化的過程，讓學生思考有什么辦法可以觀察得更清楚。學生提出，既然金屬上面可以涂感溫油墨觀察，往水里加感溫粉末或紅墨水，是否有助于觀察？師生交流：往水里加感溫粉末或紅墨水，能有助于觀察水的變化。學生開展探究實驗，教師巡回指導。學生觀察、記錄實驗現象。提問：試管中的水是如何傳遞熱的？師生交流：水受熱后向上方流動，上方的冷水向下方流動，水的各部分之間發生相對運動。（2）加熱燒杯里的水。提出問題：如果在燒杯底部加熱，燒杯里的水都會變熱嗎？學生研討熱在燒杯中是如何傳遞的。根據出示的示意圖，學生了解實驗方法和實驗注意事項。學生開展探究實驗，并將實驗現象記錄在活動手冊上。師生交流：冷水受熱后向上方流動，上方的冷水向下方流動，水的各部分之間發生相對運動。設計意圖：水是無色透明的，在實驗前需要重點探討“怎樣觀察清楚水中熱的傳遞”的問題，學生很容易聯想到上節課借助的感溫油墨，教師適時提出感溫粉末或者紅墨水的使用。在實驗中，學生還觀察到水會流動，這與上節課的金屬傳遞熱的情況有所不同，要指導學生在實驗中記錄好。3.研討。根據實驗現象和觀察記錄，師生交流：熱是怎樣傳遞到燒杯的各個部分的？師生小結：（1）水受熱后向上方運動。（2）上方冷水向下方運動。（3）水的各部分之間發生相對運動,使整個容器的水都變熱。小結并板書：熱對流。設計意圖：因為水是流體，會流動，所以跟金屬中的熱傳遞不一樣。在研討中，根據熱的傳遞方向和水的運動的情況，師生研討小結出三點情況，學生達成共識后，明白了水中的傳熱方式是熱對流。4.拓展。在生活中，我們發現過這樣的熱對流現象嗎？教師可以出示一些圖片或者視頻資料，展示家里煮湯圓或餛飩時，在加熱過程中湯圓的運動情況。空氣跟水一樣，是會流動的。冬天，我們在房間里用取暖器時，房間里的空氣是怎樣熱起來的？將我們的推測在示意圖上用文字和箭頭表示出來。我們可以通過調查、查閱資料等方式，來證實我們的推測。設計意圖：本環節通過生活中煮湯圓的視頻資料，引導學生深入理解水中的傳熱方式為熱對流。探究學習可以繼續遷移到各種流體，如，空氣是無色透明的，也會流動，在使用空調或取暖器時，熱是怎樣在空氣中傳遞的？學生除了假設和推測，還可以交流如何證實這些推測。【板書設計】熱在水中的傳遞熱源 熱源下方的冷水受熱后向上方流動上方的冷水向下方流動水的各部分之間發生相對運動【記錄表】熱在水中的傳遞記錄表1.推測熱在試管中的傳遞路徑，并用示意圖或文字記錄。2.推測熱在燒杯中的傳遞路徑，并用示意圖或文字記錄